(57)【要約】【課題】  スライドゲート弁のシール性能を向上させる。【解決手段】  弁開口４６を閉塞する位置と開放する位置との間で移動可能なゲート板３９と、弁開口４６を閉塞する位置のゲート板３９の両面の周縁に対向させて配設された弁座部４８を有する弁本体とを備えて構成されたスライドゲート弁２９Ａにおいて、ゲート板３９に対向する弁座部４８にゲート板３９の周縁に沿って溝５１を形成し、溝５１の少なくとも開口側に伸縮性を有する膜体５３を張り付け、溝５１と膜体５３とで空気室５６を形成し、空気室５６と外部とを貫通孔５７、５９で連通させて構成し、貫通孔５７、５９を介して空気を供給することにより、ゲート板３９と弁座部４８との隙間を塞いでスライドゲート弁２９Ａのシール性能を向上する。【選択図】    図４ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁開口を閉塞する位置と開放する位置との間で移動可能なゲート板と、前記弁開口を閉塞する位置の前記ゲート板の両面の周縁に対向させて配設された弁座部を有する弁本体とを備えたスライドゲート弁において、
前記ゲート板の周縁に対向する前記弁座部の少なくとも一方の対向面に前記周縁に沿って配設された凹部と、該凹部の少なくとも開口側に伸縮性を有する材料を配設して形成された空気室と、該空気室と外部とを連通する給排気通路とを有してなるシール手段を備えたことを特徴とするスライドゲート弁。
【請求項２】
前記空気室は、伸縮性を有する材料で形成されたチューブを前記凹部に収納して形成され、前記チューブに前記給排気通路が連通されてなることを特徴とする請求項１に記載のスライドゲート弁。
【請求項３】
廃棄物を低酸素雰囲気で熱分解等させることによりガス化するガス化容器と、該ガス化容器に前記廃棄物を気密を保ちながら投入する廃棄物投入系統と、前記ガス化容器内から排出される燃焼残渣を気密を保ちながら排出する残渣排出系統とを備えてなる熱分解ガス化装置において、
前記廃棄物投入系統と前記残渣排出系統の少なくとも一方に、請求項１または２に記載の２つのスライドゲート弁を間隔をあけて連設してなる二重ダンパを設けたことを特徴とする熱分解ガス化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スライドゲート弁およびスライドゲート弁を用いてなる熱分解ガス化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
種々の廃棄物処理装置などにおいては、廃棄物を処理装置内に投入したり、処理された処理残渣を排出する際、処理装置内に外気の漏れ込みの防止や、装置内のガスの漏れ出しの防止が必要な場合がある。このような場合、廃棄物の投入口や処理残渣の排出口に、例えば、二重ダンパを設け、投入や排出に合わせてダンパを交互に開閉して処理装置内と大気を遮断することが行われている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の二重ダンパは、弁開口を閉塞する位置と開放する位置との間で移動可能なゲート板と、弁開口を閉塞する位置のゲート板の両面の周縁に対向させて配設された弁座部を有する弁本体とを備えて構成されたスライドゲート弁を間隔をおいて二重に設けて形成される。
【０００３】
ところで、廃棄物処理法として、廃棄物などを熱分解によりガス化する熱分解ガス化装置を用いたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。熱分解ガス化装置は、一般に、低酸素雰囲気の炉や容器などのガス化容器内に廃棄物を投入して加熱することにより熱分解するものである。
【０００４】
【特許文献１】実開平７−３２３４１号公報（第２図、第２−３頁参照）
【特許文献２】特開平１１−３２５４２４号公報（第２図、第１−３頁参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されたような従来のスライドゲート弁は、構造が簡単であるという利点がある反面、シール性が十分でないことから、熱分解ガス化装置に適用すると、次のような問題がある。
【０００６】
すなわち、廃棄物を熱分解する場合、熱分解ガス化炉などの装置内を負圧にすると廃棄物投入口などに設けた二重ダンパから外気が炉内に漏れ込み、生成ガスの質が低下するという問題が生ずる。逆に、炉内を正圧にすると、生成されたガスが二重ダンパから大気中に漏れ出すという不都合が生ずる。
【０００７】
そこで、構造簡単なスライドゲート弁の特長を生かしつつ、そのシール性を向上して、熱分解ガス化装置などにも適用することが要望されている。
【０００８】
本発明の課題は、スライドゲート弁のシール性能を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明のスライドゲート弁は、弁開口を閉塞する位置と開放する位置との間で移動可能なゲート板と、弁開口を閉塞する位置のゲート板の両面の周縁に対向させて配設された弁座部を有する弁本体とを備えて構成され、このゲート板に対向する弁座部の少なくとも一方の対向面にゲート板の周縁に沿って凹部を配設し、この凹部の少なくとも開口側に伸縮性を有する材料を配設して空気室を形成し、空気室と外部とを給排気通路で連通させて構成することを特徴とする。
【００１０】
すなわち、給排気通路を介して空気などを供給し、空気室を膨らませると、ゲート板と弁座部との隙間が塞がれるから、スライドゲート弁のシール性能を向上できる。
【００１１】
この場合において、空気室は、伸縮性を有する材料で形成されたチューブで形成し、給排気通路をチューブに連通させて設け、そのチューブを凹部に収納する構成にすることができる。また、これに代えて、凹部の開口側に膜体を張り付けて、空気室を凹部と膜体とで形成し、給排気通路を凹部に連通させる構成にできる。また、空気室の給排気は、ゲート板が弁開口を閉塞する位置に来たら給気し、スライドゲート弁を開放するときに排気するように制御する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、スライドゲート弁のシール性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図１〜図５を用いて説明する。図１〜図３は、本発明を適用してなる一実施形態のスライドゲート弁の構成図であり、図１は、スライドゲート弁を側面から見た断面図、図２は、スライドゲート弁を一部破断して示した正面図、図３は要部の拡大断面図である。図４は、図３のスライドゲート弁の空気室が膨張した状態を示した図である。図５は、図１〜図３の本発明のスライドゲート弁からなる二重ダンパを適用した一実施形態の熱分解ガス化装置の構成図である。
【００１４】
図５に示すように、本実施形態の熱分解ガス化装置は移動床式と称されるものであり、縦型のガス化炉１を備えて構成される。ガス化炉１の頂部に挿入された管路９にスクリューフィーダ７を介して廃棄物を貯蔵するホッパ３が設けられている。ガス化炉１の底部にテーブルフィーダ１５が設けられ、テーブルフィーダ１５の回転軸１７はモータ１９に連結されている。テーブルフィーダ１５の外周部に排出室２１が設けられ、テーブルフィーダ１５を回転することによって、ガス化炉１の底部に流下した灰分や不燃物を含む燃焼残渣が排出室２１に払い出されるようになっている。排出室２１は図示していない燃焼残渣の分別機に連結されている。ガス化炉１の上部に、生成ガス１０を排出する排出口１１が設けられている。
【００１５】
また、テーブルフィーダ１５の回転軸１７は中空状に形成され、図示していないガス供給ラインから軸内に空気と水蒸気が供給されるようになっている。回転軸１７に供給された空気と水蒸気は、回転軸１７の先端に形成されたガス供給口１３からガス化炉１に放射状に噴射される。ガス化炉１の炉壁に、複数の温度センサ２３、複数の圧力センサ２７、および炉内に充填された廃棄物などの充填物のレベルを検知するレベルセンサ２５が適宜配設されている。ガス化炉１の頂部に挿入された管路９に、搬出機８を介して不燃性ペレットのホッパ５が連結されている。不燃性ペレットは、例えば、軽石、セラミックス、アルミナセラミックスなどの粒状の不燃物であり、廃棄物に対し適宜の割合で混合することにより、ガス化炉１内の空気などの通流性を改善するものである。
【００１６】
また、廃棄物が貯留されるホッパ３に、図示していない破砕機から破砕された廃棄物が二重ダンパ２９を介して投入される。不燃性ペレットが貯留されるホッパ５に、図示していない供給手段から不燃性ペレットが二重ダンパ３０を介して投入される。ガス化炉１の排出室２１に排出された燃焼残渣は、二重ダンパ３１を介して分別機に排出される。
【００１７】
このように構成されることから、ガス化炉１に廃棄物と不燃性ペレットが投入されると、ガス化炉１内にそれらの充填層が形成され、ガス供給口１３から供給される空気により廃棄物の一部が燃焼されて高温（例えば、１０００℃）の燃焼帯３３が形成される。定常状態では、燃焼帯３３が安定した位置に形成され、その上部に還元雰囲気の熱分解帯３４が形成され、さらに上部に廃棄物の乾燥帯３５が形成される。燃焼帯３３の下部は燃焼残渣の層が形成され、ガス供給口１３から供給される空気等により冷却される冷却帯３６となる。熱分解帯３４では、廃棄物が熱分解されて可燃性の熱分解ガス及び炭素（チャー）と、不燃性の熱分解残渣が生成される。また、チャーの一部は、ガス供給口１３から供給される水蒸気と反応して水性ガス（ＣＯ、Ｈ２）が生成される。燃焼残渣は、燃焼帯３３から下方の冷却帯３６に流下し、テーブルフィーダ１５によって排出室２１へ払い出される。一方、生成された熱分解ガスと水性ガスからなる生成ガスは、乾燥帯３５の廃棄物の隙間を通ってガス化炉１内を上昇する過程で廃棄物を乾燥し、これにより減温（例えば、約２００℃）されて排出口１１から排出され、燃料ガスとして適宜有効利用される。
【００１８】
ここで、本発明の特徴に係る二重ダンパについて説明する。図５に示すように、各二重ダンパ２９、３０、３１は、スライドゲート弁２９Ａ、３０Ａ，３１Ａとスライドゲート弁２９Ｂ、３０Ｂ、３１Ｂを、それぞれ管路２９Ｃ、３０Ｃ、３１Ｃで連結して形成されている。それらの二重ダンパは、同一構成の２つのスライドゲート弁を有して構成されることから、図１〜３に、二重ダンパ２９を形成するスライドゲート弁２９Ａを例示して説明する。
【００１９】
図１に示すように、スライドゲート弁２９Ａは、弁開口４６を開閉するゲート板３９と、このゲート板３９を移動可能に格納する薄型のケーシング３７と、ゲート板３９を移動させて弁を開閉操作するシャフト４１を備えて構成されている。ケーシング３７は、ゲート板３９の厚みより若干大きな間隔を空けて面対する一対のケーシング板４３、４４と、ケーシング板４３、４４の周縁を連結する枠部材４５とを有して形成され、これによってゲート板３９はケーシング３７の長手方向に移動自在に収納可能になっている。ケーシング板４３、４４の長手方向を二分した一方の領域に、ゲート板３９よりも小さい弁開口４６が形成されている。これによって、ケーシング板４３、４４の弁開口４６に隣接する部位のゲート板３９の周縁に対向する面に弁座部４８（図３）が形成される。
【００２０】
シャフト４１は、ケーシング３７の枠部材４５に形成された貫通孔に挿通して設けられ、先端にゲート板３９が連結されている。シャフト４１の後端は、図示していない駆動装置に連結されている。シャフト４１を挿通させる枠部材４５の貫通孔の外部側に、シャフト４１の外周を包囲してシール機構４７が設けられている。このように構成されることから、駆動装置によりシャフト４１を進退させることによって、ゲート板３９は弁開口４６を閉塞する位置と開放する位置との間で移動され、スライドゲート弁２９Ａを開閉するようになっている。
【００２１】
ここで、本発明の特徴部であるスライドゲート弁２９Ａの弁座部４８におけるシール手段について、図３を参照して詳細に説明する。図３に示すように、ゲート板３９に対向する一方（図示例では、上方）の弁座部４８に、断面矩形の溝５１がゲート板３９の周縁に沿って全周にわたって形成されている。溝５１内に伸縮性を有する、例えば、ゴム製の膜体５３が全周にわたって設けられている。膜体５３は、溝５１の溝壁に、例えば、接着などの周知の方法で張り付けられ、これによって膜体５３と溝５１により空気室５６が形成される。溝５１の溝底に外部に通ずる２つの貫通孔５７、５９が形成されている。一方の貫通孔５７は、電磁弁６１を介して図示していない給気装置に連通され、他方の貫通孔５９は、電磁弁６３を介して排気装置に連通されている。電磁弁６１、６３は制御装置に接続されている。
【００２２】
このように構成されるスライドゲート弁２９Ａの動作について説明する。スライドゲート弁２９Ａを閉じたとき、弁座部４８とゲート板３９の周縁部に形成される隙間により気密部が形成される。しかし、かかる構成のスライドゲート弁２９Ａは寸法精度等にばらつきがあることから、気密部のシール性が十分でない。そこで、本実施形態では、スライドゲート弁２９Ａを閉じたとき、電磁弁６１を開いて空気室５６に空気などの気体を供給することにより、図４に示すように空気室５６を形成する膜体５３が膨らみ、ゲート板３９と弁座部４８との隙間を塞ぐことができる。これにより、スライドゲート弁２９Ａのシール性能を向上できる。スライドゲート弁２９Ａを開くときは、電磁弁６３を開いて空気室５６内の空気を排出することにより、膜体５３を縮ませ、ゲート板３９の移動を自由にする。
【００２３】
次に、本実施形態の二重ダンパの制御動作について、図５の二重ダンパ２９を一例として説明する。破砕機からホッパ３に廃棄物を投入する場合、スライドゲート弁２９Ａの電磁弁６３を開いて空気室５６の空気を排気した後、スライドゲート弁２９Ａの駆動装置を運転してゲート板３９を後退させて、弁開口４６を開く。このとき、スライドゲート弁２９Ｂは閉じているものとする。その結果、スライドゲート弁２９Ａと２９Ｂの間の管路２９Ｃに一定量の廃棄物が落下、投入される。次いで、駆動装置を運転してスライドゲート弁２９Ａのゲート板３９を進出させて弁開口４６を閉じた後、電磁弁６１を開いて空気室５６に空気を供給する。これにより、空気室５６の膜体５３が膨らみ、スライドゲート弁２９Ａのシールがなされる。その後、スライドゲート弁２９Ｂの電磁弁６３を開いて空気室５６の空気を排気し、駆動装置を運転してゲート板３９を後退させて弁開口４６を開く。その結果、管路２９Ｃに投入された廃棄物がホッパ３に落下される。ホッパ５および排出室２１の二重ダンパ３１についても、同様に、投入、排出が制御される。
【００２４】
このように、二重ダンパを構成するスライドゲート弁を制御することにより、ガス化炉１内が負圧になる場合に生じる外気の漏れ込みや、ガス化炉１内が正圧になる場合に生じる生成ガスの漏れ出しなどを抑制することができる。
【００２５】
また、図５のように、スクリューフィーダ７のマテリアルシールが弱い場合、二重ダンパ２９により十分なシール性を確保できるので、スクリューフィーダ７により廃棄物を連続的に投入することができる。これによれば、熱分解ガス化装置の運転状態を安定化できる。
【００２６】
図１に示した実施形態の空気室５６は、溝５１の開口に膜体５３を設けて形成したが、本発明はこれに限らず、要はゲート板３９と弁座部４８の間に伸縮性を有する材料で形成された空気室を設ければよい。例えば、伸縮性を有する材料で形成したチューブを溝５１と同様の凹部内に配設してチューブを空気室とすることができる。この場合は、給排気通路５７，５９内にチューブに連通させた給排気チューブを挿通する構成とする。
【００２７】
また、図３では、ゲート板３９に対向する上方の弁座部４８に、空気室５６を設ける例を示したが、空気室５６は、下方の弁座部に設けても、上下両方の弁座部に設けてもよい。なお、空気室５６を上方の弁座部４８に設けた場合は、弁開口４６を通過する廃棄物や燃焼残渣によって膜体５３が損傷等されるのを軽減できる。また、給排気用に２つの貫通孔５７、５９を設けたが、１つの貫通孔を給排気で兼用し、給排気装置を切替えて空気室５６に連通させるようにすることができる。空気室５６を形成する伸縮材料の収縮性が強い場合は、排気装置を省略して、単に外気に開放する構成で足りる。
【００２８】
また、本実施形態では、熱分解ガス化装置として移動床式の熱分解ガス化炉を例に挙げて説明したが、これに限らず、流動床式、キルン式、シャフト式などの熱分解ガス化装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】スライドゲート弁を側面から見た断面図である。
【図２】スライドゲート弁を一部破断して示した正面図である。
【図３】図２の点線で囲った部分の拡大図断面図である。
【図４】図３のスライドゲート弁の空気室が膨張した状態を示した図である。
【図５】本発明のスライドゲート弁からなる二重ダンパを適用した一実施形態の熱分解ガス化装置の構成図である。
【符号の説明】
【００３０】
３７  ケーシング
３９  ゲート板
４１  シャフト
４３、４４  ケーシング板
４５  枠部材
４６  弁開口
４８  弁座部
５１  溝
５３  膜体
５６  空気室
５７、５９  貫通孔
６１、６３  電磁弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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